橢球形內齒輪滾刀制造技術

本發明專利技術公開一種用于加工大型內齒輪的橢球形內齒輪滾刀，其特征在于：所述的齒形刀片（４）的齒形是按圓周法線方向分布，是一個假想齒輪的一部分，所述的假想齒輪分度圓中心不在橢球形內齒輪滾刀軸在線，橢球形內齒輪滾刀呈橢球形，在橢球形內齒輪滾刀圓周上所有齒形刀片（４）的切削刃都在一個橢球螺旋面上。采用此種方案使橢球形內齒輪滾刀既保留了加工精度高、使用壽命長，通用性好等優點，又解決了球形滾刀模數越大滾刀直徑越大，以致于給制造和使用都帶來困難甚至于無法制造或使用的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種內齒輪加工刀具，尤其是一種橢球形內齒輪滾刀。
技術介紹
插齒是目前最常用的以展成原理加工內齒輪的方法。目前國內工具廠所能制造的插齒刀最大模數是15，而國內重型機械廠最大的插齒機加工內齒輪直徑為1.5m～2m。超過上述范圍的大內齒輪國內就不能加工，只能依賴進口。而滾齒機則要大得多可以加工5米的大齒輪，只要有精度較高，易于制造的內齒輪滾刀，就可以實現高精度更大模數的內齒輪的加工。國內外關于內齒輪滾刀的研究已有幾十年的歷史，但所研究的滾刀，其共同缺點是制造較為困難，使用也不方便，精度也不高。1989年由本第一專利技術人與大連重型機械廠合作完成了球形滾刀的研制工作，研制的球形滾刀解決了該廠行星減速機內齒輪加工難題，加工模數為12mm，齒數為97的大內齒輪，精度達到8-7-7級。球形滾刀的設計就是基于插齒刀加工內齒輪的原理，是一種展成刀具，一把滾刀可以加工同模數而齒數不同的直齒或斜齒大內齒輪，滾刀是鏟齒結構重磨后加工工件的齒形不變，具有加工精度高使用壽命長通用性好等優點，球形滾刀是目前大內齒輪滾切刀具中最為理想的刀具。但球形滾刀的直徑與滾刀模數和軸向剖面小齒輪的齒數成正比，因此，模數越大滾刀直徑越大，而軸向剖面小齒輪的齒數又不能太少，因為齒數越少，球形滾刀的精度越低，這就是球形滾刀的缺點也限制了球形滾刀在更大模數內齒輪加工上的應用。
技術實現思路
為了克服球形滾刀的直徑與滾刀模數和假想齒數成正比，滾刀模數越大直徑越大的缺點，本專利技術提供了一種新型的橢球形內齒輪滾刀，它可有效地解決大直徑齒輪的加工問題。一種橢球形內齒輪滾刀，包括楔塊螺釘、圓箍、夾緊楔塊、齒形刀片、刀體、圓箍螺釘，所述的齒形刀片緊貼安裝在刀體的刀槽中，通過夾緊楔塊夾緊，并通過圓箍固定在刀體上，所述的夾緊楔塊、圓箍是通過楔塊螺釘、圓箍螺釘固定，所述的齒形刀片的齒形是按圓周法線方向分布的，是一個假想齒輪的一部分，所述的假想齒輪中心不在橢球形內齒輪滾刀軸在線，橢球形內齒輪滾刀呈橢球形，在橢球形內齒輪滾刀圓周上所有齒形刀片的切削刃都在一個橢球螺旋面上。采用此種方案使橢球形滾刀既保留了加工精度高，使用壽命長，通用性好等優點，又解決了球形滾刀模數越大滾刀直徑越大，以致于無法制造的問題。同時由于采用了數控鏟磨，可以修正滾刀的法向齒距誤差，提高了滾刀的制造精度。作為本專利技術的一種改進，橢球形內齒輪滾刀中，所述的橢球形內齒輪滾刀的外徑大小與橢球形內齒輪滾刀軸向剖面假想齒輪外徑的大小無關。作為本專利技術另一種改進，橢球形內齒輪滾刀中，所述的滾刀的法向和軸向剖面齒形都是漸開線形，是經數控鏟磨加工而成。這樣，使得橢球形內齒滾刀加工精度高、使用壽命長，結構尺寸合理，通用性更強。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。圖1是橢球形內齒輪滾刀的主視圖；圖2是橢球形內齒輪滾刀的左視圖。在圖1、圖2中，1.楔塊螺釘，2.圓箍，3.夾緊楔塊，4.齒形刀片，5.刀體，6.圓箍螺釘，R為假想齒輪分度圓半徑，L為假想齒輪分度圓的圓心與滾刀中心線距離，D為滾刀的外徑，B為滾刀的寬度，B0為滾刀有螺紋部分的寬度，K為鏟背量。具體實施例方式如圖1、圖2所示的橢球形滾刀是一種鑲齒結構，由楔塊螺釘1、圓箍2、夾緊楔塊3、齒形刀片4、刀體5、圓箍螺釘6組成，每一排的三個刀齒做成一體，橢球形內齒輪滾刀軸向剖面齒形按法線方向分布在一個分度圓半徑為R的圓周上，是一個齒輪的一部分，這個齒輪亦稱之為橢球形內齒輪滾刀的假想齒輪，所述假想齒輪的圓心不在橢球形內齒輪滾刀的軸在線。而是一個較之球形滾刀假想齒輪半徑較大、齒數較多的齒輪，或者說當橢球形滾刀和球形滾刀的假想齒輪的半徑R相同時，橢球形滾刀的外圓半徑比球形滾刀的外圓半徑要小一個L值。當橢球形滾刀圍繞自身軸線轉一圈時，雖然這個假想齒輪的圓心不在滾刀的軸在線，但在軸向剖面看去仍然是這個小齒輪繞其圓心轉過一個齒，因此當用這種滾刀加工內齒輪時仍然相當于一個小齒輪和一個大內齒輪作嚙合展成運動。如果被加工齒輪是漸開線齒輪的話則滾刀的齒形也是漸開線的，如果被加工齒輪的齒形是其它曲線，則也可以根據共軛理論求出滾刀的相應齒形。由于這個假想齒輪的中心與滾刀的軸線并不重合，因此滾刀假想齒輪外圓直徑與滾刀的外圓直徑大小無關。滾刀假想齒輪齒數和滾刀的直徑都可以分別選擇最合理的數值。如果滾刀的模數再大時，亦可以做成鑲單個刀齒的。滾刀也可以做成焊接結構的，其結構形式的選擇與普通滾刀沒有什么差別。刀片安裝在刀體上之前可預先加工成形，留足夠的精加工余量。刀體可以在四軸數控球面加工機床上車出球面蝸桿，也可以在具有立銑頭能夠扳轉角度的銑床上分段銑出近似球面蝸桿，也可滿足使用要求。由于滾刀工作時，滾刀的齒紋應順著被加工內齒輪的齒溝，因此滾刀軸線須傾斜一個角度，滾刀的法向模數等于被加工內齒輪的法向模數滾刀的法向齒形決定了被加工內齒輪的齒形。當滾刀做成球形時，不論其軸向剖面還是法向剖面都是正圓，當滾刀做成橢球形時，其軸向剖面在刀齒工作范圍內仍是正圓，但法剖面就不是正圓，理論上是個橢圓，因此產生滾刀的造型誤差，毫無疑問滾刀的螺旋線升角越大，滾刀的造型誤差越大對于橢球形滾刀，當外徑減小，任意一點的螺旋升角λn有tanλn=1(cosφ-LR)·Z0]]>式中L，R如圖1所示。假想齒輪中心距滾刀軸線距離越大，滾刀假想齒輪齒數越少，滾刀做得越寬(邊緣處的φ角越大)都會使滾刀的螺旋線升角增大。也即滾刀的法向齒距誤差增大和滾刀法向剖面的圓度誤差增大。但計算表明當滾刀模數mn＝30mm假想齒輪齒數Zn≥24，假想齒輪中心距滾刀軸線L≤80mm時其法向齒距誤差小于0.03mm，達到A級滾刀要求。如圖1滾刀做成三排齒時，其法向剖面圓度誤差為0.024mm，而A級普通滾刀刀齒的徑向跳動誤差要求為0.09mm。大量計算表明如滾刀的假想齒數太少或L過大而有可能造成法向齒距誤差超過A級滾刀的要求，此時可在數控鏟磨時，通過修正滾刀的軸向齒距達到法向等齒距的目的，以此提高滾刀的制造精度。而由于內齒輪滾刀通常只有三排刀齒，在滾刀實際應用的諸多可能情況中法向剖面的圓度誤差都能達到A級滾刀要求。橢球形滾刀的制造方法與球形滾刀的制造方法除鏟磨工序不同以外，其余各工序基本相同。權利要求1.一種橢球形內齒輪滾刀，包括楔塊螺釘(1)、圓箍(2)、夾緊楔塊(3)、齒形刀片(4)、刀體(5)和圓箍螺釘(6)，所述的齒形刀片(4)緊貼安裝在刀體(5)的刀槽中，通過夾緊楔塊(3)夾緊，并通過圓箍(2)固定在刀體上，所述的夾緊楔塊(3)、圓箍(2)是通過楔塊螺釘(1)、圓箍螺釘(6)固定，其特征在于所述的齒形刀片(4)的齒形是按圓周法線方向分布，是一個假想齒輪的一部分，所述的假想齒輪分度圓中心不在橢球形內齒輪滾刀軸線上，橢球形內齒輪滾刀呈橢球形，在橢球形內齒輪滾刀圓周上所有齒形刀片(4)的切削刃都在一個橢球螺旋面上。2.根據權利要求1所述的橢球形內齒輪滾刀，其特征在于所述的橢球形內齒輪滾刀的外徑大小與橢球形內齒輪滾刀軸向剖面假想齒輪外徑的大小無關。3.根據權利要求1或2所述的橢球形內齒輪滾刀，其特征在于滾刀的法向和軸向剖面齒形都是漸開線形，是經數控鏟磨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種橢球形內齒輪滾刀，包括楔塊螺釘（１）、圓箍（２）、夾緊楔塊（３）、齒形刀片（４）、刀體（５）和圓箍螺釘（６），所述的齒形刀片（４）緊貼安裝在刀體（５）的刀槽中，通過夾緊楔塊（３）夾緊，并通過圓箍（２）固定在刀體上，所述的夾緊楔塊（３）、圓箍（２）是通過楔塊螺釘（１）、圓箍螺釘（６）固定，其特征在于：所述的齒形刀片（４）的齒形是按圓周法線方向分布，是一個假想齒輪的一部分，所述的假想齒輪分度圓中心不在橢球形內齒輪滾刀軸線上，橢球形內齒輪滾刀呈橢球形，在橢球形內齒輪滾刀圓周上所有齒形刀片（４）的切削刃都在一個橢球螺旋面上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔云起，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：13[中國|河北]